JP6969449B2 - 燃料電池システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

燃料電池システムに関して、例えば、特許文献１には、燃料電池スタックの発電停止から所定時間が経過した後、燃料電池システム内における温度が０℃以下になる前に、アノード側流路内に水素ガスを流すことによって、アノード側流路内に残留した水を排出する凍結抑制処理を実施することが開示されている。

特開２０１６−０９６０１８号公報

複数の燃料電池ユニットが１つの燃料電池システムに含まれる場合において、本願発明の発明者らは、燃料電池システムの動作を安定させるために、全ての燃料電池ユニットからの水素ガスの供給指令が一致した場合にのみ、各燃料電池ユニットへの水素ガスの供給を行う形態を考案した。しかし、各燃料電池ユニットが、自己の燃料電池ユニット内の温度に基づいて個別に凍結抑制処理の実施要否について判断を行うと、各燃料電池ユニット内における温度のばらつきによって、各燃料電池ユニットの判断結果が異なる場合があり、燃料電池ユニット全体に対する凍結抑制処理が適切に開始されない可能性があるという問題を、本願発明の発明者らは見出した。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の一形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池に空気を供給するコンプレッサと、前記燃料電池の発電制御を行う制御部と、をそれぞれ備える複数の燃料電池ユニットと；複数の前記燃料電池に水素を供給する水素供給システムと；を備える。複数の前記制御部のうちの第１制御部は、前記燃料電池システムによる発電時に、自己の水素供給要求と、他の制御部における水素供給要求とが一致した場合に、前記水素供給システムに水素の供給を指令し；前記第１制御部は、前記燃料電池システムが停止されている間に、前記燃料電池システム内の水分の凍結を抑制するための凍結抑制処理を実行するか否かを判断し、前記凍結抑制処理を実行すると判断した場合には、前記他の制御部とはかかわりなく、前記水素供給システムに水素の供給を指令した上で、複数の前記燃料電池内におけるアノードとカソードとの少なくともいずれか一方を掃気する。
この形態の燃料電池システムによれば、第１制御部が、凍結抑制処理を実行するか否かを単独で判断し、凍結抑制処理を実行すると判断した場合は、複数の燃料電池ユニットにおける凍結抑制処理の実行を単独で指令する。このため、複数の燃料電池ユニットに対して、凍結抑制処理を確実に開始することができる。

本発明は、燃料電池システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池システムの凍結抑制方法、燃料電池車両等の形態で実現することができる。

本実施形態の燃料電池システムの概略構成を示す説明図。 本実施形態の制御部の構成を示す説明図。 本実施形態の凍結抑制処理の工程を示す説明図。 第１発電制御部による掃気準備処理の内容を示すフローチャート。 第１車両制御部による掃気準備処理の内容を示すフローチャート。 第２発電制御部による掃気準備処理の内容を示すフローチャート。

Ａ．第１実施形態
図１は、第１実施形態における燃料電池システム５の概略構成を示す説明図である。本実施形態の燃料電池システム５は、例えば、バス等の大型の燃料電池車両に搭載され、燃料電池車両の駆動用モータを駆動させるための発電装置として用いられる。燃料電池システム５は、定置型の発電装置として用いてもよい。

燃料電池システム５は、第１燃料電池ユニット１０Ａと、第２燃料電池ユニット１０Ｂと、水素供給システム１５と、水素充填口２８０とを備えている。第１燃料電池ユニット１０Ａの構成と、第２燃料電池ユニット１０Ｂの構成とは、特に説明しない限り同じである。以下の説明において、第１燃料電池ユニット１０Ａと、第２燃料電池ユニット１０Ｂとを、特に区別せずに説明する場合は、単に燃料電池ユニット１０と呼ぶ。また、図１において、第１燃料電池ユニット１０Ａに係る構成要素には、符号の末尾に「Ａ」を付し、第２燃料電池ユニット１０Ｂに係る構成要素には、符号の末尾に「Ｂ」を付している。以下の説明において、各構成要素の所属を特に区別せずに説明する場合は、符号の末尾に「Ａ」や「Ｂ」を付さずに説明する。

それぞれの燃料電池ユニット１０は、燃料電池１００と、水素供給系３００と、空気供給系４００と、冷媒循環系５００と、制御部６００とを備えている。

本実施形態の燃料電池１００は、固体高分子形の燃料電池である。燃料電池１００は、複数のセルが積層したスタック構造を有する。各セルは、電解質膜の両面に電極触媒層を有する膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータとを備えている。各セルは、膜電極接合体のアノード側に燃料ガスである水素ガスが供給され、カソード側に酸化ガスである空気が供給されることにより、電気化学反応により起電力を発生する。各セル同士は、直列に接続されている。

水素供給系３００は、水素供給流路３１０と、レギュレータ３２０と、中圧センサ３３０と、インジェクタ３４０と、低圧センサ３５０と、水素排出流路３６０と、気液分離器３７０と、排気排水弁３７５と、水素循環ポンプ３８０と、排気排水流路３９０とを備えている。

水素供給流路３１０は、水素供給システム１５から供給された水素ガスを、燃料電池１００に供給するための流路である。水素供給流路３１０には、上流側から順に、レギュレータ３２０と、中圧センサ３３０と、インジェクタ３４０と、低圧センサ３５０とが設けられている。レギュレータ３２０は、水素供給システム１５から供給された水素ガスを、所定の圧力まで減圧させるための弁である。中圧センサ３３０は、水素供給流路３１０におけるレギュレータ３２０とインジェクタ３４０との間の水素ガスの圧力を検知するためのセンサである。インジェクタ３４０は、燃料電池１００の発電要求に応じて、水素ガスを噴射する弁である。低圧センサ３５０は、水素供給流路３１０におけるインジェクタ３４０と燃料電池１００との間の水素ガスの圧力を検知するためのセンサである。

水素排出流路３６０は、燃料電池１００から、燃料電池１００の発電に伴う生成水等を含む水素ガス（アノードオフガス）を排出するための流路である。水素排出流路３６０には、気液分離器３７０が設けられている。気液分離器３７０は、アノードオフガスに含まれる水素ガス等の気体と、生成水等の液体とを分離する。

気液分離器３７０によって分離された水素ガスは、水素循環ポンプ３８０によって、水素供給流路３１０における低圧センサ３５０よりも下流側に循環する。一方、気液分離器３７０によって分離された生成水等は、気液分離器３７０に設けられた排気排水弁３７５から排気排水流路３９０へ排出される。排気排水流路３９０は、後述する空気排出流路４２０における空気バイパス流路４３０との接続部とマフラ４７０との間に接続されており、排出された生成水等は、排気排水流路３９０から空気排出流路４２０へと流れ、マフラ４７０を通過して大気へと排出される。

空気供給系４００は、空気供給流路４１０と、空気排出流路４２０と、空気バイパス流路４３０と、エアコンプレッサ４４０と、空気分流弁４５０と、空気調圧弁４６０と、マフラ４７０と、空気温度センサ４１１とを備えている。

空気供給流路４１０は、燃料電池１００に空気を供給するための流路である。空気供給流路４１０には、上流側から順に、空気温度センサ４１１と、エアコンプレッサ４４０と、空気分流弁４５０とが設けられている。空気温度センサ４１１は、空気供給流路４１０の入口における空気の温度を取得可能なセンサである。エアコンプレッサ４４０は、空気供給流路４１０内へ空気を圧送するための圧縮機である。空気分流弁４５０は、空気供給流路４１０から空気バイパス流路４３０へ分流する空気の流量を調節可能な弁である。

空気排出流路４２０は、燃料電池１００から空気を排出するための流路である。空気排出流路４２０には、上流側から順に、空気調圧弁４６０と、マフラ４７０とが設けられている。空気調圧弁４６０は、空気排出流路４２０の流路抵抗を調節可能な弁である。空気調圧弁４６０の開度を調節することによって、燃料電池１００内の空気の圧力が調節される。マフラ４７０は、排気音を抑制する。

空気バイパス流路４３０は、空気供給流路４１０内の空気を、燃料電池１００を介することなく排出するための流路である。本実施形態の空気バイパス流路４３０は、空気供給流路４１０に設けられた空気分流弁４５０と、空気排出流路４２０とを連通しており、空気排出流路４２０における空気調圧弁４６０とマフラ４７０との間と接続されている。尚、空気バイパス流路４３０は、空気排出流路４２０と連通せず、大気と連通してもよい。

冷媒循環系５００は、ラジエータ５１０と、冷媒供給流路５２０と、冷媒排出流路５３０と、冷媒バイパス流路５４０と、冷媒循環ポンプ５５０と、冷媒分流弁５６０と、冷媒温度センサ５１１とを備えている。

冷媒供給流路５２０は、燃料電池１００に冷媒を供給するための流路である。燃料電池１００に供給された冷媒は、燃料電池１００の発電に伴う熱を吸収し、冷媒排出流路５３０へと排出される。燃料電池１００から排出された冷媒は、冷媒排出流路５３０に接続されたラジエータ５１０へと流れる。ラジエータ５１０によって放熱された冷媒は、冷媒循環ポンプ５５０の駆動によって、冷媒供給流路５２０に循環する。ラジエータ５１０の出口には、冷媒温度センサ５１１が設けられている。冷媒温度センサ５１１は、ラジエータ５１０の出口における冷媒の温度を取得可能なセンサである。冷媒バイパス流路５４０は、ラジエータ５１０を介することなく、冷媒を燃料電池１００内へ循環させるための流路である。冷媒バイパス流路５４０には、冷媒に溶出したイオンを除去するためのイオン交換器が設けられてもよい。

制御部６００は、ＣＰＵと、メモリと、各部品が接続されるインターフェース回路とを備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵは、メモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、燃料電池ユニット１０の補機類（インジェクタ３４０やエアコンプレッサ４４０やラジエータ５１０等）を制御することによって、燃料電池１００の発電制御を行う。また、制御部６００は、後述する凍結抑制処理を実行する。

水素供給システム１５は、燃料電池１００Ａおよび燃料電池１００Ｂに水素ガスを供給する。水素供給システム１５は、第１水素供給部２００Ａと、第２水素供給部２００Ｂと、水素連通流路３１２とを備えている。第１水素供給部２００Ａの構成と、第２水素供給部２００Ｂの構成とは、特に説明しない限り同じである。以下の説明において、第１水素供給部２００Ａと、第２水素供給部２００Ｂとを、特に区別せずに説明する場合は、単に水素供給部２００と呼ぶ。また、図１において、第１水素供給部２００Ａに係る構成要素には、符号の末尾に「Ａ」を付し、第２水素供給部２００Ｂに係る構成要素には、符号の末尾に「Ｂ」を付している。以下の説明において、各構成要素の所属を特に区別せずに説明する場合は、符号の末尾に「Ａ」や「Ｂ」を付さずに説明する。

水素供給部２００は、水素タンク２１０と、主止弁２２２と、水素供給分岐流路２３０と、水素供給共通流路２４０と、高圧センサ２４２と、上流側逆止弁２２６と、水素充填分岐流路２５０と、水素充填共通流路２６０と、充填圧センサ２６２と、水素充填流路２７０とを備えている。

水素タンク２１０は、高圧の水素ガスを貯留するためのタンクである。本実施形態では、それぞれの水素供給部２００には、５本の水素タンク２１０が設けられている。それぞれの水素タンク２１０には、水素供給分岐流路２３０が接続されている。それぞれの水素供給分岐流路２３０には、主止弁２２２が設けられており、主止弁２２２の開閉によって、水素ガスの供給についてのオンオフが切替えられる。それぞれの水素供給分岐流路２３０は、１つの水素供給共通流路２４０に接続されており、それぞれの水素供給分岐流路２３０を流れた水素ガスは、水素供給共通流路２４０にて合流する。水素供給共通流路２４０は、水素供給流路３１０に接続されており、水素ガスは、燃料電池１００へと供給される。尚、水素供給共通流路２４０には、高圧センサ２４２が設けられている。高圧センサ２４２は、水素供給共通流路２４０内の水素ガスの圧力を検知するためのセンサである。

水素タンク２１０内の水素ガスは、水素充填口２８０から充填される。水素充填口２８０は、水素充填流路２７０を介して、水素充填共通流路２６０に接続されている。水素充填共通流路２６０には、５本の水素充填分岐流路２５０が接続されており、それぞれの水素充填分岐流路２５０は、水素供給分岐流路２３０における水素タンク２１０と主止弁２２２との間に接続されている。水素充填分岐流路２５０には、上流側逆止弁２２６が設けられており、水素タンク２１０側から水素充填口２８０側へと水素ガスが逆流することが抑制される。主止弁２２２を閉じた状態で、水素充填口２８０から水素ガスを充填することによって、水素タンク２１０に水素ガスが貯留される。主止弁２２２と、上流側逆止弁２２６とを合わせて、タンク弁２２０とも呼ぶ。タンク弁２２０によって、水素タンク２１０は封止される。尚、水素充填共通流路２６０には、充填圧センサ２６２が設けられている。充填圧センサ２６２は、水素充填共通流路２６０内の水素ガスの圧力を検知するためのセンサである。

水素連通流路３１２は、第１水素供給部２００Ａと、第２水素供給部２００Ｂとを連通する。本実施形態では、水素連通流路３１２は、第１燃料電池ユニット１０Ａの水素供給流路３１０Ａにおけるレギュレータ３２０Ａの上流側と、第２燃料電池ユニット１０Ｂの水素供給流路３１０Ｂにおけるレギュレータ３２０Ｂの上流側との間に接続され、第１水素供給部２００Ａと、第２水素供給部２００Ｂとを連通する。そのため、第１燃料電池ユニット１０Ａと第２燃料電池ユニット１０Ｂとにおける水素ガスの消費量のばらつきによって、水素タンク２１０Ａと水素タンク２１０Ｂとのいずれか一方の水素ガスが欠乏しても、他方から水素ガスの供給を受けることができる。

水素充填口２８０は、ユーザの操作によって開閉可能な燃料リッドＧｎによって覆われており、水素充填口２８０から水素ガスを充填する際は、燃料リッドＧｎが開放されて、水素ステーションの水素ガス充填用ノズルが水素充填口２８０に接続される。本実施形態では、水素充填口２８０には、第１水素供給部２００Ａの水素充填流路２７０Ａと、第２水素供給部２００Ｂの水素充填流路２７０Ｂとが接続されており、水素充填口２８０から充填された水素ガスは、水素充填流路２７０Ａと水素充填流路２７０Ｂとに分流し、それぞれの水素タンク２１０Ａと水素タンク２１０Ｂとに貯留される。そのため、水素タンク２１０Ａと水素タンク２１０Ｂとに、過不足なく水素ガスが充填される。

図２は、本実施形態の第１燃料電池ユニット１０Ａの制御部６００Ａと、第２燃料電池ユニット１０Ｂの制御部６００Ｂとの構成を模式的に表した説明図である。以下、第１燃料電池ユニット１０Ａの制御部６００Ａを「第１制御部６００Ａ」とも呼び、第２燃料電池ユニット１０Ｂの制御部６００Ｂを「第２制御部６００Ｂ」とも呼ぶ。尚、第２制御部６００Ｂのことを「他の制御部」とも呼ぶ。第１制御部６００Ａは、第１発電制御部６０１Ａと、第１車両制御部６０２Ａとを備えている。第２制御部６００Ｂは、第２発電制御部６０１Ｂと、第２車両制御部６０２Ｂとを備えている。

第１発電制御部６０１Ａは、第１燃料電池ユニット１０Ａの補機類（インジェクタ３４０Ａやエアコンプレッサ４４０Ａやラジエータ５１０Ａ等）を制御する。第２発電制御部６０１Ｂは、第２燃料電池ユニット１０Ｂの補機類（インジェクタ３４０Ｂやエアコンプレッサ４４０Ｂやラジエータ５１０Ｂ等）を制御する。第１車両制御部６０２Ａは、第１水素供給部２００Ａの補機類（主止弁２２２Ａ等）を制御する。第２車両制御部６０２Ｂは、第２水素供給部２００Ｂの補機類（主止弁２２２Ｂ等）を制御する。

第１発電制御部６０１Ａと第１車両制御部６０２Ａとは、通信可能に接続されている。第１車両制御部６０２Ａと第２発電制御部６０１Ｂとは、通信可能に接続されている。第２発電制御部６０１Ｂと第２車両制御部６０２Ｂとは、通信可能に接続されている。尚、各制御部は、図示しないバッテリによって電力が供給され、燃料電池システム５の発電が停止された後においても、動作可能に構成されている。また、図２には、凍結抑制処理の際に、各制御部間において授受される信号についても表しているが、これらの詳細については後述する（図３〜図６参照）。

第１水素供給部２００Ａと第２水素供給部２００Ｂとは、水素連通流路３１２によって連通しているため、主止弁２２２Ａと主止弁２２２Ｂとを同時に開閉しなければ、水素タンク２１０への水素ガスの逆流等の問題が生じる場合がある。そこで、本実施形態の燃料電池システム５の発電時には、第１燃料電池ユニット１０Ａの第１制御部６００Ａと、第２燃料電池ユニット１０Ｂの第２制御部６００Ｂとが、同期して主止弁２２２の開閉を行う。本明細書において、「同期」とは、第１制御部６００Ａからの水素供給要求による主止弁２２２Ａの駆動開始タイミングと、第２制御部６００Ｂからの水素供給要求による主止弁２２２Ｂの駆動開始タイミングとを一致させることを意味する。本実施形態では、第１発電制御部６０１Ａは、制御部６００Ａと制御部６００Ｂとを統合して制御する機能を備えている。以下、この機能のことを「統合システム」と呼ぶ。本実施形態では、この統合システムが、自己（第１制御部６００Ａ）の水素供給要求による主止弁２２２Ａと、他の制御部（第２制御部６００Ｂ）の水素供給要求による主止弁２２２Ｂの駆動開始タイミングを一致させる役割を担う。

図３は、本実施形態の燃料電池システム５における凍結抑制処理の工程を示す説明図である。「凍結抑制処理」とは、燃料電池システム５による発電が停止されている間に、燃料電池システム５内の水分が凍結することを抑制するための処理である。凍結抑制処理では、水素供給システム１５からそれぞれの燃料電池１００内に水素ガスが供給されて、排気排水弁３７５から排出されることによって、燃料電池１００内の掃気（パーキングパージ）が行われ、残留した水分が燃料電池システム５外に排出される。

図４から図６は、この凍結抑制処理において、各制御部が行うパーキングパージ実行準備処理の内容を示すフローチャートである。図３に示したステップ番号と、図４から図６に示したステップ番号とは同じである。図３から図６を用いて、本実施形態における凍結抑制処理の内容を説明する。

図３に示すとおり、第１発電制御部６０１Ａに備えられた統合システムは、燃料電池システム５による発電の停止後、統合システムに備えられた内部タイマに設定されたタイミングで起動し、パーキングパージ実行準備処理（図４参照）を開始する。

図４は、第１発電制御部６０１Ａ（統合システム）が行うパーキングパージ実行準備処理の内容を示すフローチャートである。まず、第１発電制御部６０１Ａは、外気温と水温とを取得する（ステップＳ１１０）。本実施形態では、空気温度センサ４１１を用いて空気供給流路４１０の入口における外気温を取得し、冷媒温度センサ５１１を用いてラジエータ５１０の出口における水温を取得し、燃料電池車両に設けられた図示しない外気温センサを用いて外気温を取得する。次に、第１発電制御部６０１Ａは、パーキングパージ実行条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。本実施形態では、第１発電制御部６０１Ａは、上述した各センサによって取得した外気温と水温との内、少なくともいずれか１つが０℃以下であり、かつ、上述した各センサによって取得した温度情報等を基に推定した排気排水弁３７５内の温度が例えば５℃以下である場合に、パーキングパージ実行条件が成立したと判断する。尚、パーキングパージ実行条件における排気排水弁３７５内の温度は推定温度であるため、０℃より高い温度を閾値としているが、０℃を閾値としてもよい。パーキングパージ実行条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、第１発電制御部６０１Ａは、パーキングパージ実行のために、第１車両制御部６０２Ａに対して、第１燃料電池ユニット１０Ａの起動を要求する旨の信号を送る（ステップＳ１３０）。第１発電制御部６０１Ａは、第１車両制御部６０２Ａからの第１燃料電池ユニット１０Ａの起動指令を受信した後（ステップＳ１５０）、主止弁２２２の駆動準備を行い（ステップＳ１６０）、当該パーキングパージ実行準備処理を終了する。一方、パーキングパージ実行条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、第１発電制御部６０１Ａは、内部タイマに対して、次のウェイクアップ時間を、例えば１時間後に設定して（ステップＳ１４０）、当該パーキングパージ実行準備処理を終了する。

図３に戻り、上述したとおり、第１発電制御部６０１Ａによって、パーキングパージ実行条件が成立したと判断されると（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、第１発電制御部６０１Ａから第１車両制御部６０２Ａに対して、第１燃料電池ユニット１０Ａの起動を要求する旨の信号が送られる（ステップＳ１３０）。

図５は、第１車両制御部６０２Ａが行うパーキングパージ実行準備処理の内容を示すフローチャートである。まず、第１車両制御部６０２Ａは、第１発電制御部６０１Ａからの第１燃料電池ユニット１０Ａの起動要求を取得する（ステップＳ２１０）。次に、第１車両制御部６０２Ａは、第１燃料電池ユニット１０Ａを起動させるとともに、第１発電制御部６０１Ａに対して、第１燃料電池ユニット１０Ａの起動指令を送信し（ステップＳ２２０）、第２発電制御部６０１Ｂに対して、パーキングパージ実行判断がオン（実行する）である旨の信号を送り（ステップＳ２３０）、当該パーキングパージ実行準備処理を終了する。

図３に戻り、上述したとおり、第１車両制御部６０２Ａから第２発電制御部６０１Ｂに対して、パーキングパージ実行判断がオンである旨の信号が送られる（ステップＳ２３０）。

図６は、第２発電制御部６０１Ｂが行うパーキングパージ実行準備処理の内容を示すフローチャートである。まず、第２発電制御部６０１Ｂは、第１車両制御部６０２Ａからのパーキングパージ実行判断の信号を取得する（ステップＳ３１０）。次に、第２発電制御部６０１Ｂは、取得した第１車両制御部６０２Ａからのパーキングパージ実行判断がオンであるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。パーキングパージ実行判断がオンである場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、第２発電制御部６０１Ｂは、パーキングパージ実行のために、第２車両制御部６０２Ｂに対して、第２燃料電池ユニット１０Ｂの起動を要求する旨の信号を送る（ステップＳ３３０）。第２発電制御部６０１Ｂは、第２車両制御部６０２Ｂからの第２燃料電池ユニット１０Ｂの起動指令を受信した後（ステップＳ３４０）、当該パーキングパージ実行準備処理を終了する。一方、パーキングパージ実行判断がオンでない場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）、第２発電制御部６０１Ｂは、ステップＳ３３０およびステップＳ３４０の処理を行うことなく、当該パーキングパージ実行準備処理を終了する。

図３に戻り、第２発電制御部６０１Ｂから第２車両制御部６０２Ｂに対して、第１燃料電池ユニット１０Ａの起動を要求する旨の信号が送られると（ステップＳ３３０）、燃料電池システム５におけるパーキングパージの実行準備が整う。その後、第１発電制御部６０１Ａに備えられた統合システムは、一斉に、主止弁２２２Ａおよび主止弁２２２Ｂを駆動させて、パーキングパージを実行する。つまり、本実施形態では、第１制御部６００Ａに備えられた統合システムが、凍結抑制処理を実行するか否かを、他の第２制御部６００Ｂとはかかわりなく単独で判断し、凍結抑制処理を実行すると判断した場合には、水素供給システム１５に水素ガスの供給を指令して、燃料電池１００Ａおよび燃料電池１００Ｂ内を掃気する。

以上で説明した本実施形態の燃料電池システム５によれば、第１制御部６００Ａに備えられた統合システムが、凍結抑制処理を実行するか否かを単独で判断し、凍結抑制処理を実行すると判断した場合は、第１燃料電池ユニット１０Ａおよび第２燃料電池ユニット１０Ｂにおける凍結抑制処理の実行を単独で指令する。このため、第１燃料電池ユニット１０Ａおよび第２燃料電池ユニット１０Ｂに対して、凍結抑制処理を確実に開始することができる。

Ｂ．他の実施形態１
上述した実施形態における燃料電池システム５では、統合システムは、第１燃料電池ユニット１０Ａ内のセンサを用いて温度を取得し、この温度に基づいてパーキングパージを実行するか否かを判断している。これに対して、統合システムは、第２燃料電池ユニット１０Ｂ内のセンサを用いて温度を取得して、この温度に基づいてパーキングパージを実行するか否かを判断してもよい。また、統合システムは、第１燃料電池ユニット１０Ａ内のセンサおよび第２燃料電池ユニット１０Ｂ内のセンサを用いて温度を取得して、この温度に基づいてパーキングパージを実行するか否かを判断してもよい。燃料電池システム５における凍結の可能性の有無を判断できれば、どのセンサを用いて温度を取得してもよい。

Ｃ．他の実施形態２
上述した各実施形態における燃料電池システム５では、統合システムは、第１発電制御部６０１Ａに備えられ、パーキングパージを行うか否かの判断を行っている。これに対して、統合システムは、第１発電制御部６０１Ａではなく、第２発電制御部６０１Ｂに備えられ、パーキングパージを行うか否かを判断してもよい。つまり、１つの制御部がパーキングパージを実施するか否かの判断を行う形態であればよい。

Ｄ．他の実施形態３
上述した各実施形態における燃料電池システム５は、２つの燃料電池ユニット１０である、第１燃料電池ユニット１０Ａと第２燃料電池ユニット１０Ｂとを備えている。これに対して、燃料電池システム５は、３つ以上の燃料電池ユニット１０を備えてもよい。

Ｅ．他の実施形態４
上述した各実施形態における燃料電池システム５では、水素連通流路３１２によって、第１水素供給部２００Ａと第２水素供給部２００Ｂとが連通している。これに対して、燃料電池システム５は、第１水素供給部２００Ａと第２水素供給部２００Ｂとが連通していなくてもよい。第１燃料電池ユニット１０Ａの第１制御部６００Ａと、第２燃料電池ユニット１０Ｂの第２制御部６００Ｂとが、同期して主止弁２２２の開閉を行う形態であればよい。

Ｆ．他の実施形態５
上述した各実施形態における燃料電池システム５では、凍結抑制処理として、統合システムが、水素供給システム１５に水素の供給を指令した上で、アノード側の水分を排出するパーキングパージを実行している。これに対して、燃料電池システム５では、凍結抑制処理として、統合システムが、水素供給システム１５に水素の供給を指令した上で、それぞれのエアコンプレッサ４４０からそれぞれの燃料電池１００内におけるカソード側に空気を供給して、カソード側の水分を排出する掃気処理を実行してもよい。尚、カソード側の掃気処理の際、各エアコンプレッサ４４０の駆動は、騒音抑制のために、統合システムによって同期して制御される。また、燃料電池システム５では、凍結抑制処理として、統合システムが、水素供給システム１５に水素の供給を指令した上で、アノード側のパーキングパージと、カソード側の掃気処理との両方を実行してもよい。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

５…燃料電池システム
１０…燃料電池ユニット
１０Ａ…第１燃料電池ユニット
１０Ｂ…第２燃料電池ユニット
１５…水素供給システム
１００…燃料電池
２００…水素供給部
２００Ａ…第１水素供給部
２００Ｂ…第２水素供給部
２１０…水素タンク
２２０…タンク弁
２２２…主止弁
２２６…上流側逆止弁
２３０…水素供給分岐流路
２４０…水素供給共通流路
２４２…高圧センサ
２５０…水素充填分岐流路
２６０…水素充填共通流路
２６２…充填圧センサ
２７０…水素充填流路
２８０…水素充填口
３００…水素供給系
３１０…水素供給流路
３１２…水素連通流路
３２０…レギュレータ
３３０…中圧センサ
３４０…インジェクタ
３５０…低圧センサ
３６０…水素排出流路
３７０…気液分離器
３７５…排気排水弁
３８０…水素循環ポンプ
３９０…排気排水流路
４００…空気供給系
４１０…空気供給流路
４１１…空気温度センサ
４２０…空気排出流路
４３０…空気バイパス流路
４４０…エアコンプレッサ
４５０…空気分流弁
４６０…空気調圧弁
４７０…マフラ
５００…冷媒循環系
５１０…ラジエータ
５１１…冷媒温度センサ
５２０…冷媒供給流路
５３０…冷媒排出流路
５４０…冷媒バイパス流路
５５０…冷媒循環ポンプ
５６０…冷媒分流弁
６００…制御部
６００Ａ…第１制御部
６００Ｂ…第２制御部
６０１Ａ…第１発電制御部
６０１Ｂ…第２発電制御部
６０２Ａ…第１車両制御部
６０２Ｂ…第２車両制御部
Ｇｎ…燃料リッド

Claims (1)

1. 燃料電池システムであって、
   燃料電池と、前記燃料電池に空気を供給するコンプレッサと、前記燃料電池の発電制御を行う制御部と、をそれぞれ備える複数の燃料電池ユニットと、
   複数の前記燃料電池に水素を供給する水素供給システムと、
   を備え、
   複数の前記制御部のうちの第１制御部は、前記燃料電池システムによる発電時に、自己の水素供給要求と、他の制御部における水素供給要求とが一致した場合に、前記水素供給システムに水素の供給を指令し、
   前記第１制御部は、前記燃料電池システムが停止されている間に、前記燃料電池システム内の水分の凍結を抑制するための凍結抑制処理を実行するか否かを判断し、前記凍結抑制処理を実行すると判断した場合には、前記他の制御部とはかかわりなく、前記水素供給システムに水素の供給を指令した上で、複数の前記燃料電池内におけるアノードとカソードとの少なくともいずれか一方を掃気する、
   燃料電池システム。

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